魏小龙
（河钢宣钢设备能源部，河北张家口 075100）
【摘 要】“组合式锥斗沉淀池细渣沉淀+提升式细渣机械分离”的冲渣技术在宣钢高炉冲渣水系统首次 应用，渣水分离效果良好，该技术取消了返渣泵，将渣池中细渣通过气力提升机和螺旋输送机送至皮带，最终到堆渣场，彻底解决了返渣泵磨损跑水、脱水器跑水跑渣问题，节约了用水、用电，大大降低了设备故障率和维护成本，保障了高炉的顺利生产，并在此基础上，进行冲渣水余热利用于采暖，实现节能效果。
【关键词】 锥斗沉淀池；细渣机械分离；高炉冲渣水；改造
1 概述
宣钢 1# 、2# 高炉冲渣系统在生产运行中长期存在着设备运行不正常、不稳定，设备损耗大，跑渣跑水多等情况，直接造成设备备件和维护运行费用高，并严重影响高炉生产的稳定性，主要问题如下：
1.1 返渣泵、冲渣泵使用寿命短，故障率高；冲制箱频繁被磨漏；各类阀门、管道使用周期较短，漏水、漏渣现象频繁发生。
1.2 冲渣系统每年维护费用巨大。目前的渣处理系统在冲渣水净化处理方面存在较大的缺陷，冲渣水中含渣量较高，运行过程中势必会对冲渣水循环管路中的管道、阀门等磨损严重，对与各类设备材料的抗磨的要求较高。由于高炉渣量大以及冲渣水循环利用，含渣量多，对输送管道磨损大由此产生的各项投入的材料备件费用、维护费用很高。
1.3 由于冲渣系统故障率高，频繁维护、检修、停车。冲渣系统停车后，高炉必须改为出干渣操作，清理干渣池投用的机具台班多，导致冲渣作业区每月机具使用费用高。
1.4 宣钢1#、2# 高炉冲渣系统，水温夏季最高可达到85 ℃，冬季75 ℃，具有很大的热能，是优质的热源，没有得到充分的利用。
因此对 1#、2#高炉冲渣系统进行改造是非常必要的。
2 改造的总体思路
2.1 本次该冲渣系统改造采用 WHBJ法即“组合式锥斗沉淀池细渣沉淀+提升式细渣机械分离”的冲渣新技术，采用气力提升泵替代返渣泵，将渣池中细渣通过气力提升机和螺旋输送机送至皮带，最终到堆渣场，彻底解决返渣泵磨损跑水、脱水器跑水跑渣问题，渣水分离效果良好，节约用水、用电，降低设备故障率和维护成本，保障了高炉顺利生产。并在此基础上，进行冲渣水余热利用于采暖，实现节能效果。
2.2 通过对原有沉淀池、净化池改造，增加配水槽和闸板阀，实现可任意切换为串并联的三级沉淀池，可满足不停产清理任意一个沉淀池。解决由于在线及时清理沉淀池、净化池，而造成堵塞板结，造成水流受阻，脱水器经常跑水、跑渣，造成水资源浪费。
2.3 改变传统水渣返渣到脱水器后，又回到沉淀池，继续返渣，导致水渣在返渣泵和管道持续循环，磨损管道和水泵，造成返渣泵和管道磨损严重，不能工作，导致无计划休风。本次改造关键技术通过气力提升泵将提升的细渣通过螺旋输送机实现渣水分离，并将水渣通过皮带机输送到水渣堆场，降低转鼓的负荷，杜绝转鼓跑水跑渣现象。
3 技术方案
在现有 1# 、2#高炉四座渣系统循环水泵房与沉淀池、净化池、循环池及其上方厂房结构保留的基础上，利用原沉淀系统、净化池、循环池和底部结构的池壁为支撑结构，采用“组合式锥斗沉淀池细渣沉淀+提升式细渣机械分离”技术进行组合沉淀系统装置改造，实现沉淀系统多倍程长流径，以及可任意串并联，高效率高保障运行，确保细渣的有效沉淀。
一套组合沉淀系统装置由一套配水调拨系统、三套多倍程循环系统、三套锥斗沉淀系统、一套拦截浮渣系统及一套稳流系统组成；现场制作。
保留原嘉恒转毂至沉淀系统的 D900 渣水管道（原进入沉淀系统后下弯部分管道截除），渣水引入配水调拨系统后通过闸板阀控制进入各级沉淀系统（可任意串并联运行），沉淀后的渣水进入拦截浮渣系统（此处设有清水消能装置），并拦截浮渣（转毂滤网破损时）后，再进入稳流系统，向原冲渣泵供水。改造后循环水泵房中的返渣泵及其工艺流程均可予以取消。
原沉淀池和净化池改造成为组合沉淀系统装置中的一级和二级沉淀系统，原池壁锥体结构保留；原循环池改为三级沉淀系统，在一、二、三级沉淀系统内进行循环系统及沉淀系统底部结构改造。
锥斗沉淀系统底部高浓度细渣和水通过气力提升机提取，经消能曝气装置脱气后平稳进入螺旋分级机，细渣由分级机低速提升脱水并直接排放到返渣皮带机上，送往主送渣皮带通廊上方的料斗，由主送渣皮带机送往渣厂。澄清后的渣水溢流回到一级沉淀系统，完成一次沉淀和细渣分离，实现“自洁超净”功能。
气力提升装置采用高炉冷风、压缩空气二路气源，气源可切换，通常情况下采用高炉冷风供气，气力提升装置设有防飞溅和爆气设施。
原渣水工艺中，原循环池的补水和溢流水须改为现拦截浮渣系统补水和溢流。原沉淀池排蒸汽管和其它管道与现布置有冲突的地方应做相应改造。
高炉组合沉淀系统装置厂房顶部恢复原单梁行车，以方便保养维护及清渣作业。利用 1# 、2#高炉 4 座冲渣泵房拆除返渣泵位置，建设换热站 4座，每座水冲渣一套（6台换热器），共计 24 台换热器。采用哈工大大流道、耐磨换热器，一次侧串联冲渣水管道，二次侧串联中电寰慧供热管道，实现居民供暖。改造前后工艺流程图分别见图1、图2。
4 实施效果
该项目于2016年12月30日投运。项目实施后取得了如下效果：
4.1 彻底取消了返渣泵，解决了返渣泵经常堵塞或因水渣磨损水泵及管道，造成水冲渣系统停机而被迫走干渣，严重的则造成高炉事故休风。
4.2 气力提升泵替代了返渣泵，并将提升的细渣通过螺旋输送机实现渣水分离，并将水渣通过皮带机输送到水渣堆场，从而大大降低了转鼓的负荷，杜绝了转鼓跑水跑渣现象；渣水分离后水质得到极大改善，降低了对冲渣泵和冲渣管道的磨损，有效降低了水泵的运行负荷，节约了用水、用电，并为冲渣水用于采暖奠定了基础。
4.3 采用冲渣水采暖供热方式后，有利于公司生产组织,高炉冲渣水余热得到充分的利用。为公司创造了良好的经济效益和社会效益。